Незаменимая для измерения уровня кислорода в крови пульсоксиметрия: норма и отклонения. Пульсоксиметр - что это такое? Принцип действия и применение

С подобным вопросом сталкиваются многие клиенты, врачи, пациенты и их родственники, спортсмены и др. Этот маленький, простой, высокоэффективный аппарат с легкостью поможет получить сведения о состоянии организма путем определения уровня насыщения крови кислородом в условиях медицинских учреждений, на дому у пациента, во время беременности, занятий спортом, горных походов и др. Стационарные пульсоксиметры могут быть интегрированы в следящие мониторы, находящиеся в реанимационных и отделениях интенсивной терапии. Наряду с этим, существуют портативные модели исполнения, различных размеров и вариантов исполнения. Какой лучше выбрать для определения насыщения крови кислородом в различных условиях?

Например, при проведении длительной оксигенотерапии (ДОТ) пациенту с дыхательной недостаточностью, вызванной различными хроническими заболеваниями: хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), бронхиальная астма, ишемическая болезнь сердца (ИБС), муковисцидоз и др. Обычно источником кислорода чаще всего служит кислородный концентратор, фильтрующий кислород из окружающего атмосферного воздуха. Помимо концентратора кислорода важно иметь возможность контролировать эффективность проводимой оксигенотерапии. Объективным методом контроля насыщения крови кислородом является определение парциального давления кислорода в капиллярной крови PaO2 в мм.рт.ст. В домашних условиях, без доступа к лаборатории, поможет использование пульсоксиметра, при помощи которого, бескровно, возможно измерение сатурации - насыщения крови кислородом в % - SpO2, соответствующее показателям парциального давления PaO2. Данные с прибора позволяют контролировать изменения состояния пациента и своевременно корректировать проводимую оксигенотерапию.

Как использовать пульсоксиметр в спорте? Спортсмены в ходе интенсивных тренировок

нуждаются в контроле функциональных показателей для определения наиболее эффективного режима распределения физической нагрузки и достижения наилучших результатов. Прибор у спортсменов определяет насыщение крови кислородом - SpO2, а также и частоту пульса - PS, что представляет собой важную информацию. Определенные модели могут не только проводить измерения в процессе тренировок, но и записывать данные для анализа и коррекции получаемой физической нагрузки. Применение данного аппарата оправдано как профессиональными спортсменами, так и любителями, во время занятий физкультурой, посещения фитнес центров, длительных прогулок, походов в горы для периодического или постоянного контроля состояния организма.

Так какой пульсоксиметр лучше выбрать? Сейчас в продаже можно найти практически любую модель в соответствии с вашими пожеланиями и финансовыми возможностями. Ведь вопрос, сколько стоит пульсоксиметр, зачастую немаловажен для клиента. И сумма, потраченная на его покупку, может существенно отличаться и зависит от возможностей оборудования, рейтинга, страны происхождения товара. В основном, для домашнего использования приобретают сверхкомпактные, весом до 50 грамм, недорогие модели устройств.

Бытовой пульсоксиметр, какой лучше купить? Предлагаем рассмотреть модели, представленные на Российском рынке компанией Atmung: , обладающие отличными характеристиками, надежные, дешевые, простые в применении и обслуживании.

Пульсоксиметр - медицинское устройство, которое косвенно измеряет насыщение кислородом крови пациентов (в отличие от измерения насыщения кислородом непосредственно через кровь) и изменения объема крови в коже, производя фотоплетизмографию.

Принцип работы:

Гемоглобин, который связан с кислородом (оксигемоглобин), имеет ярко-красный цвет. Гемоглобин не связанный с кислородом, (венозный гемоглобин), имеет темно-красный цвет. Поэтому цвет у артериальной крови ярко красный, а у венозной крови темно красный.

Работа пульсоксиметра базируется на способности связанного с кислородом гемоглобина НbО2 больше поглощать волны инфракрасного диапазона (максимум поглощения приходится на 940 нм), а не связанного с кислородом гемоглобина Нb больше поглощать волны красного диапазона (максимум поглощения приходится на 660 нм).

В пульсоксиметре используются два источника излучения (с длиной волны 660 нм и 940 нм) и два фотооптических элемента, работающих в этих диапазонах. Интенсивность излучения, измеренная фотоэлементами зависит от многих факторов, большинство из которых постоянно. Только пульсации в артериях происходят непрерывно и вызывают изменения в поглощающей способности тканей. Изменения в количестве света, который поглотился в тканях соответствуют изменениям в артериях.

Пульсоксиметр непрерывно вычисляет разницу между поглощением сигнала в красной и инфракрасной области спектра и на основании формулы, полученной опытным путем с использованием закона Ламберта-Бэра, рассчитывает значение сатурации. Изменение поглощающей способности тканей, вызванное пульсациями в артериях, фиксируется в виде кривой плезиограммы. А измеряя расстояние между её гребнями, пульсоксиметр рассчитывает частоту пульса. Измеренные значения могут быть отражены на экране, а так же записаны в память приборов для дальнейшего анализа.

Сатурацией кислорода (SaO2 или SpO2) называют отношение количества оксигемоглобина к общему количеству гемоглобина в крови, выраженное в процентах.

BPM (beats per minute) – количество ударов в минуту

Портативные пульсоксиметры имеют миниатюрные размеры и весьма неплохо справляются с возложенными на них обязанностями - измерять пульс и насыщение кислородом крови.

Давайте перейдем к обзору такого устройства, на примере, FDA HC50dl .

Данный пульсоксиметр был заказан на Aliexpress за 16$ (около 610 рублей по курсу доллара на конец августа). Стоимость аналогов данного устройства на отечественном рынке составляет 2-3 тысячи рублей. Представьте себе и это за кусок пластмассы с двумя сенсорами и светодиодами.

Посылка из Китая прибыла в место назначения через 27 дней, что очень неплохо, так как местом назначения был даже не город.

Спецификации данного устройства:

Цвет: Черный

Материал: ABS пластик

Дисплей: светодиодный

Границы определения SPO2: 35 - 99%

Границы определения пульса: 30 - 250BPM

Разрешение: 1% SpO2, 1bpm для пульса

Точность: + / - 2% (70% - 99%) для SPO2, + / - 2BPM или + / - 2% для пульса.

Оптический сенсор: Волны красного диапазона 660нм, инфракрасные волны 880нм

Размеры: Д: 58 х Ш: 32 х 34 (мм)

Питание: Две щелочные батареи типа ААА (не включены)

Потребление энергии: Две 1.5В AAA, 600mAh щелочные батареи можно непрерывно использовать в течении 30 часов (т.е. держать устройство постоянно включенным)

Что понравилось: автоматическое выключение при неиспользовании в течение 5 секунд, индикатор низкого заряда батареи, достаточная точность измерений, легкий и компактный размер, ну и конечно цена.

Что не понравилось: Желательно тестировать устройство, чтобы удостоверится в правильности измерений. Отсутствие батареек в комплекте с устройством.

Чтобы протестировать устройство: пальпаторно измерьте величину пульса на лучевой артерии и посчитайте ЧСС на верхушке сердца. Сопоставьте эти данные с данными прибора.

В моем случае разница оказалась минимальна – примерно также как и в спецификациях.

Зачем нужен пульсоксиметр?

Пульсоксиметр пригодится в диагностике:

Заболеваний легких, сопровождающихся явлениями дыхательной недостаточности (ХОБЛ, бронхиальная астма, отек легких, саркоидоз, туберкулез)

Заболеваний сердца с выраженными нарушениями гемодинамики в большом и малом кругах кровообращения (ХСН, ОИМ, ОСН, аритмии , декомпенсированные пороки сердца, кардиомиопатии, миокардиты, перикардиты)

Заболеваний крови (железодефицитные и геморрагические анемии)

И это еще не полный список.

А еще им пользуются альпинисты, горнолыжники, летчики. Так как при подъёме на большую высоту происходит снижение парциального давления кислорода и наступает кислородное голодание.

На этом хочу закончить обзор данного устройства.

Совсем скоро выложу видео с обзором этого пульсоксиметра.

Если у Вас есть вопросы – пишите их в комментариях ниже.

Для того чтобы измерить процентное соотношение гемоглобина, насыщенного кислородом (оксигемоглобина), к общему количеству этого белка, циркулирующего в крови, используют пульсоксиметрию. Показатель, полученный в результате, называется сатурацией, он используется для диагностики гипоксии у детей и взрослых. Может назначаться в виде однократного или частого исследования, а также для ночного мониторинга при подозрении на апноэ во время сна.

Читайте в этой статье

Сатурация кислорода в крови — что это такое?

Сатурация кислорода – это показатель кислородной насыщенности крови. Чем он ближе к 100%, тем больше газа получают клетки, повышается их жизнеспособность и скорость обменных реакций. При полном насыщении:

• цвет артериальной крови ярко алый;
• кожа имеет естественный оттенок;
• язык и губы розового цвета;
• частота дыхания и пульса в норме.

Первый показатель недостатка кислорода – бледность кожных покровов, а по мере нарастания дефицита они становятся синеватыми, цианотичными. Частота пульса возрастает, а давление крови снижается. Глубина дыхания увеличивается, если человек в сознании, то он ощущает одышку – даже при чрезмерных дыхательных усилиях не хватает воздуха.

Что такое кровь, насыщенная кислородом

Кровь, в достаточной степени насыщенная кислородом, имеет показатель сатурации больше 95%. Это означает, что почти во всем гемоглобине (белок, переносящий газы) свободные соединения заняты кислородом. Всего он может присоединить к себе 4 кислородные молекулы. Показатель будет близким к 98% у здорового человека при вдыхании чистого воздуха на высоте уровня моря.

Принцип неинвазивного метода

Для того чтобы кислород попал в ткани, он должен соединиться с гемоглобином крови, содержащимся в эритроцитах. Если весь гемоглобин соединился с кислородом, то насыщение крови (сатурация) будет 100%. В норме этот показатель колеблется в пределах от 94 до 98 процентов при измерении в артериальной и около 74 процентов в венозной.

Прохождение потока света через участок тела зависит от того, сколько оксигемоглобина содержится в эритроцитах. Эту закономерность используют при диагностике методом пульсоксиметрии. Аппарат для этой цели имеет в составе:

• источник красных и инфракрасных волн,
• датчики,
• фотодетектор,
• анализатор.

Гемоглобин без молекул кислорода поглощает красные волны, а оксигенированный – инфракрасные. Прибор воспринимает не поглощенный свет, анализирует его и выдает цифровое значение на дисплей. Достоинствами этого метода являются:

• неинвазивность (не нужно проникать в сосуды инструментами);
• безболезненность;
• точность;
• возможность применить для длительного наблюдения (мониторинга);
• не требуется квалификационных навыков для измерения;
• портативные приборы подходят для домашнего использования.

Что представляет собой датчик

В зависимости от способа регистрации световых волн используется два вида пульсоксиметрии и, соответственно, датчиков для них. Трансмиссионная предусматривает прохождение света через ткань, поэтому нужно расположить источник волн и детектор строго друг напротив друга, если есть смещение, то результат получится недостоверным. Такие датчики имеют вид прищепки и ими зажимают палец руки или ноги, наружное ухо.

Отраженный способ диагностики используется на поверхности, где зафиксировать датчики с противоположных сторон не получится (живот, бедро, голова, плечо). Такие приборы настроены на восприятие световых волн, которые отражаются от тканей. Их точность не уступает трансмиссионным, а возможности для исследования шире. Датчики для этой цели снабжены клеящимися полосками, они съемные и рассчитаны на одноразовое применение.

Что такое напалечный пульсоксиметр

Напалечный пульсоксиметр представляет собой подобие прищепки, которая надевается на палец для измерения насыщения крови кислородом (сатурации). Гемоглобин, который присоединил к себе максимальное число кислородных молекул (оксигенированный) поглощает инфракрасный поток света, а ненасыщенный – красный.

На этом и основана работа прибора – он пропускает красный свет, а затем фиксирует отраженный. При помощи программы эти данные обрабатываются, а на мониторе высвечивается показатель сатурации. Второе значение, которое оценивается аппаратом – это частота пульса.

Напалечные пульсоксиметры нужны в больницах при лечении, проведении операций, реанимационных мероприятиях. Портативными приборами можно пользоваться дома. Врач может рекомендовать такое измерение при болезни легких, сердца, крови, а также пациентам с ночным апноэ сна. Эта патология сопровождается остановками дыхания ночью, степень их тяжести поможет оценить пульсоксиметрия.

Что такое датчик пульсоксиметрический SpO2

Датчик пульсоксиметрический SpO2 представляет собой зажим в виде прищепки и шнур для присоединения к прибору – пульсоксиметру. Принцип работы основан на пропускании красного света через часть тела (палец, ушная раковина). Степень поглощения световых волн зависит от насыщения гемоглобина кислородом.

После анализа программой на монитор поступает информация о показателе сатурации и частоте пульса. В характеристиках обычно указывается, с какими моделями его можно использовать. Для замера, кроме зажима, нужен еще и сам аппарат.

К последним разработкам в сфере диагностики относится датчик SpO2, встроенный в смартфон Samsung Galaxy Note 4. Он работает с фитнес-приложением S-Health. Помимо процентного насыщения крови кислородом, определяется также число сердечных сокращений за минуту.

От чего зависит точность измерения

Метод достаточно чувствительный, поэтому отклонения от правил проведения дают ложные результаты. Погрешности замеров сатурации могут быть вызваны:

• неправильным положением датчиков (смещение, слабая или чрезмерная фиксация);
• яркой освещенностью участка, где проводится измерение;
• загрязнением кожи, ногтевым лаком;
• двигательной активностью в период диагностики;
• анемией (завышенный показатель);
• спазмом сосудов (покажет, что нет возможности для измерения или 100% результат);

Области применения и показания к проведению

Дефицит кислорода нарушает скорость обменных процессов, получение энергии клетками, а так как в организме не предусмотрены запасы для него, то без регулярной поставки в ткани начинается гипоксия. От нее страдают все системы, но сильное всего – сердце и головной мозг. Поэтому первыми признаками кислородного голодания являются:

• головокружение,
• головная и ,
• слабость,
• нарушение мыслительных процессов,
• сонливость,
• аритмия.

Определение содержания кислорода в эритроцитах используется при оценке тяжести состояния пациентов, у которых нарушены функции легких, сердца, состав крови, во время проведения операций, наркоза.

Основные показания для пульсоксиметрии:

• респираторные болезни с дыхательной недостаточностью;
• закупорка бронхов;
• операции с применением эндотрахеальной трубки;
• использование препаратов, угнетающих дыхательный центр, миорелаксантов;
• апноэ (остановка дыхания во время сна);
• пневмония;
• коллапс легких;
• тромбоэмболия пульмональных сосудов;
• легочной отек;
• или аномалии строения сосудов со смешиванием крови;
• недоношенные младенцы;
• проведение ;
• состояние после операций на сосудах, сердце, легких или длительного наркоза;
• шок или кома любого происхождения.

Пороки сердца — показание для проведения пульсоксиметрии

Что измеряют на пальце прибором

Прибором, датчик которого укреплен на пальце (похож на прищепку), измеряют насыщенность крови кислородом. Этот показатель называется сатурацией и отражает риск дыхательной недостаточности. Она может возникнуть при:

• хронических болезнях легких (пневмония, бронхит, астма, туберкулез);
• острых состояниях (закупорка легочной артерии тромбом, непроходимость дыхательных путей, остановка во сне при апноэ);
• нарушении кровообращения (отек легких, порок сердца, инфаркт, шок);
• введении некоторых препаратов для наркоза, расслабления мышц (миорелаксантов).

Пульсоксиметрия часто назначается для контроля за состоянием пациентов в реанимации, находящихся в коме, а также при общем наркозе во время операции. При падении уровня кислорода прибор издает сигнал оповещения, тогда проводится его подача через маску для поддержания жизнедеятельности.

Методика проведения

Назначаться этот метод диагностики может однократно, для постоянного контроля, только в определенное время суток. Такие варианты наблюдения зависят от цели обследования и предварительного диагноза.

Днем

Перед замерами исключают любые стимуляторы – энергетические напитки, тонизирующие средства, кофе, запрещен алкоголь, а также курение (в том числе и пассивное). Не рекомендуются препараты успокаивающего действия или действующие на сердечную и легочную систему. Прием пищи может быть за два часа, но не позже. На месте диагностики не должно быть косметических средств. Чаще всего измерение проводится сидя в спокойном, расслабленном состоянии.

После фиксации датчика на пальце нужно, чтобы рука (или нога) находилась в неподвижном состоянии. Также может использоваться ушная раковина для исследования, полученные результаты при таком способе отличаются повышенной точностью. Затем прибор начинает замеры кислорода, связанного с гемоглобином. Результат исследования отображается на дисплее.

Ночью

Приступы остановки дыхания во сне (апноэ) опасны для здоровья пациента, их появление может привести даже к смертельному исходу. Признаками такого состояния являются:

• храп с периодической задержкой вдоха,
• потливость,
• тревожный неглубокий сон,
• усталость и головная боль после пробуждения.

Для проведения ночного исследования сатурации датчик закрепляют так, чтобы во сне его было сложно сбросить, время измерения с 22 часов вечера до 8 утра.

Спальня должна быть затемненной, а температура воздуха – комфортной. Перед сном нельзя принимать препараты, особенно снотворные. Данные, полученные прибором, остаются у него в памяти, на их основании врач подтверждает или исключает ночную гипоксию. Пациенты, которым требуется такая диагностика, обычно страдают:

Во многих ситуациях, например, при тромбофилии, необходима кислородотерапия в домашних условиях. На дому можно проводить длительное лечение с помощью специальных аппаратов. Однако прежде стоит точно знать показания, противопоказания и возможные осложнения от таких методов лечения.

Происходит повышение давления ночью из-за заболеваний, стрессов, иногда к ним добавляются апное и панические атаки, если не спать. Причины резких скачков артериального давления во время сна могут крыться и в возрасте, у женщин при климаксе. Для предотвращения выбирают препараты пролонгированного действия, что особенно важно для пожилых людей. Какие таблетки нужны для ночной гипертонии? Почему АД повышается ночью, а днем нормальное? Какое должно быть в норме?

Начинают проведение оксигенотерапии при недостатке кислорода в крови. Показания для проведения довольно разнообразны, как и виды терапии. Например, пеногасители используют при воспалении легких. Техника выполнения зависит от аппарата.

Если случился инсульт у молодых, шансов на полное восстановление немного. Причины патологии зачастую заключаются в наследственных заболеваниях и неправильном образе жизни. Симптомы - потеря сознания, судороги и другие. Почему происходит ишемический инсульт? Какое лечение предусмотрено?

Сатурацию можно определить при помощи клинического анализа после забора крови или используя пульсоксиметр. Это специальное измерительное устройство, которое крепится на мочку уха или подушечку пальца и уже в первые секунды выдает результат. Если полученные характеристики отличаются от нормального по возрасту уровня, требуется дополнительное медицинское обследование. Несоответствующие показатели транспортировки крови могут говорить об инфаркте миокарда, анемии и других серьезных недугах. Именно поэтому так важно знать нормы O2 по возрастам.

Уровень насыщения у взрослых

Когда рассматривается сатурация кислорода в крови, норма у взрослых ставится в качестве идеального показателя. Она составляет от 96 до 98%. Стопроцентного насыщения гемоглобина, который отвечает за перемещение кислорода, этим веществом не может быть, поскольку при прохождении через дыхательные пути часть полученного воздуха отсеивается. Крайняя граница адекватного состояния для взрослых – 95%. По рекомендациям Всемирной Организации Здравоохранения, изложенным в специальном документе о пульсоксиметрии, в случае установления уровня 94% и ниже требуется срочное обследование человека на предмет гиповентиляции легких, анемии и сердечных заболеваний.

Норма может быть снижена у курильщиков. Взрослые индивиды, постоянно курящие табак, подвергаются серьезному снижению транспортировки кислорода: процент доходит до 92 и в максимальном положении составляет не более 95. Табачный дым, а также испарения других веществ, препятствуют легким при сборе вещества. Они не позволяют уже прошедшим к сосудам частицам соединиться с эритроцитами, которые должны их перевозить.

Поводом к постоянному снижению процентного показателя может быть хроническая гиповентиляция легких. При недостаточной вентиляции легочного отдела в организм просто не поступает достаточное количество кислорода. Гемоглобину становится нечем насыщаться. Процент у пациентов с дыхательными проблемами колеблется от 90 до 95%.

Поводом обращения к врачу у взрослого, некурящего человека без дыхательных проблем является понижение уровня даже на 1%.

При этом нужно учитывать, что точный показатель выдает только клиническое исследование с забором крови. Погрешность при измерении внешним пульсоксиметром составляет около 1%.

Вентиляция сосудов у детей

В детском организме понижен по сравнению с нормой уровень гемоглобина – вещества, отвечающего за транспортировку кислорода по кровеносной системе. Это распространенное отклонение, вызванное тем, что железо в еще не развитом теле надолго не задерживается. Без железистых соединений не накапливается необходимое количество данного транспортировочного вещества. Поэтому для малышей нет четких границ правильного уровня сатурации кислорода в крови: норма у детей – лишь средний показатель, от которого допустимы отклонения.

При рождении показатель самый низкий. Дыхательная система малыша еще не работает в полную силу, ослабленным детям необходимы поддерживающие вентиляционные устройства. Как раз поэтому, если обсуждается сатурация кислорода в крови, норма у новорожденных не измеряется теми же процентами, что и у взрослых. Хотя по результатам исследований ВОЖ установлено, что оптимальное содержание для всех возрастов – не менее 95%, едва появившиеся на свет малыши могут опровергать это сниженным содержанием воздуха в своих сосудах. После рождения оно колеблется от 92 до 95%. При этом у малыша не обязательно наблюдаются травмы или заболевания легких или кровеносной системы.

По мере взросления количество гемоглобина в крови приходит в норму, а вместе с ним перестает скакать и сатурация. У детей старше нескольких месяцев адекватный уровень начинается с 95%. Это на 1% ниже, чем у полностью развитого организма.

Особенности насыщения у недоношенных младенцев

Дети, которые появились на свет раньше срока, практически сразу ставятся на обеспечение ИВЛ. Он поддерживает правильный темп и глубину дыхания, оптимально насыщает легкие воздухом. Поэтому измерить собственный уровень 02 у такого младенца тяжело.

Детская сатурация кислорода в крови и ее норма у недоношенных малышей была выявлена экспериментальным путем около полувека назад. Некоторых недоношенных ненадолго, без вреда для здоровья, отключали от дыхательного аппарата. Более половины детей в течение первых часов после отнятия от устройства показывали нормальный уровень – 95-96%.

Однако по мере прохождения времени лишь 16% остались с прежними показателями. Оставшиеся снизили их до 92%, а в особо тяжелых случаях – до 83%. Последняя отметка может свидетельствовать о пороках, несовместимых с жизнью. При таком показателе требуется постоянное использование ИВЛ вплоть до выписки врача.

Чем раньше был рожден ребенок, тем слабее у него развиты дыхательные пути и тем меньше показатель насыщения кислородом. ИВЛ полностью компенсирует недостаток, сводя на нет риски гиповентиляции различных тканей и органов детей: мозга, нервной системы, сердца. Это устраняет вероятность проблем в умственном и физическом развитии.

Особые случаи вентиляции

В особых ситуациях тело человека физически не может насытить само себя достаточным уровнем воздуха либо слишком быстро его теряет. Состояния могут быть следующие:

• беременность;
• потеря крови;
• недостаток железа в организме.

Снижение сатурации – это еще и первый признак, говорящий о наличии большой кровопотери. По уровню сатурации в медицинских учреждениях выявляют, насколько опасно положение пациента. Вместе с кровью организм утрачивает и необходимые для транспортировки эритроциты, что неблагоприятно сказывается на насыщении сосудов, и оно доходит иногда до 90%.

Недостаток железа – следствие кровопотери или неправильного питания. Без него гемоглобин не обладает должной цепкостью, не может захватить достаточно 02. Изменение процентов зависит от степени недостатка железа.

Отклонения при беременности связаны с уменьшением рабочей поверхности легких. Плод давит на легочные мешки, сокращая всасывание кислорода до 92-95%.

Простое измерение сатурации пульсоксиметром может спасти пациенту жизнь. Обнаружение отклонений от нормы должно обязательно заканчиваться посещением врача. В организме может крыться серьезный недуг, о котором на ранних стадиях говорит лишь транспортировка кислорода.